Zebra Balığı Embriyolarında Standart Mikroskopi ve Video Analizi Kullanılarak Fonksiyonel Kardiyak Görüntüleme: Çevresel ve Biyomedikal Araştırmalarda Uygulamalar

Yüksek çözünürlüklü mikroskopi, floresan muhafbirler ve dijital görüntü analizi, zebrabalıklarda embriyonik kalp fonksiyonunun ayrıntılı değerlendirilmesini sağlayan bazı teknolojilerdir. Tutarlı görüntüleme koşullarını sağlamak ve embriyo hareketini en aza indirmek, doğru kardiyak fonksiyon ölçümleri için büyük zorluklar olarak kalmaktadır. Başlangıç olarak, kalp hareket dinamiklerinin doğru analizini sağlamak için zebrafish embriyolarının videolarını sıkıştırılmamış formatlarda 96 saat sonra kaydedin.

Ardışık olarak, videoları içe aktarmak için File, Open (Dosya) üzerine tıklayın, ardından ImageJ'deki AVI dosyasını seçin. Analyze'u kullanın, ardından Set Scale seçeneğine tıklayın, bilinen alan çapını girin ve ölçeği tüm ölçümlere uygulamak için küresel seçeneği etkinleştirin. ROI araçlarını kullanarak end-sistole ve end-diastol sırasında uzun ve kısa ventriküler eksenleri işaretleyin.

Sonra ellips yaklaştırma formülü kullanarak ventriküler yüzey alanını belirler. Ellipsoid hacim formülü kullanılarak ventriküler hacmi end-diastol ve end-sistol seviyesinde tahmin edin. Şimdi kesirlik alan değişimini ve kesirli kısaltmayı hesaplayın.

Sonra darbe hacmi, SV ve fırlatma fraksiyonu, EF belirlenir. Otomatik analiz için Z-Embryo Analyzer yazılımını başlatın ve Dosya'ya tıklayın, ardından Video'yu açın ve istediğiniz videoyu içe aktarın. Yazılımın video karelerindeki parlaklık dalgalanmalarına göre ilgi alanını otomatik olarak bulmasını sağlamak için Detect Heart butonuna tıklayın. Yazılımın, tespit edilen ilgi alanındaki parlaklık değişikliklerini analiz ederek kalp atış hızını tahmin etmesini ve ardından kalp çıkışını hesaplamasına izin verin.

Grafikler, zebrafish embriyolarında döllenmeden 96 saat sonra end-diastol ve end-sistol noktalarında ventriküler odalık alanı ve hacmi ölçüldüğünü göstermektedir. End-diastol ile end-sistol arasındaki nicel farklılıklar, erken kalp gelişimi sırasında normal sistolik fonksiyonu yansıtır ve bu yöntemin uygulanabilirliğini destekler. Sağlıklı zebrafish embriyolarında ortalama inme hacmi 0.213 nanolitreydi.

Kalp çıkışı dakikada 27,8 nanolitreydi. Ejeksiyon fraksiyonu %41,99 idi ve ortalama kalp atış hızı dakikada 130 atıştı. Sağlıklı zebrafish embriyolarında ortalama fraksiyonel alan değişimi %61,2, fraksiyonel kısalma %44,5 idi. Kadmiyuma maruz kalan embriyolarda anormal kalp morfolojisi, büyümüş ventriküller ve perikardiyal ödem görülmüştür.

Kadmiyuma maruz kalan embriyolarda, inme hacmi kontrol seviyelerine göre anlamlı derecede yüksekti. Kalp çıkışı artırıldı ve kalp atış hızı düşürüldü. Protokol, tekrarlanabilir iş akışlarıyla zebrafish embriyonik kalp fonksiyonunu niceltmek için standartlaştırılmış erişilebilir yöntemlerin eksikliğini ele almaktadır.

Bu protokol, standart mikroskopi ve açık kaynak analizi kullanır; böylece özel ekipman olmadan yüksek kaliteli kalp değerlendirmesi mümkün olur. Bulgular, çalışmalar arasında karşılaştırılabilirliği artıran ve kalp fenotiplerinin daha hassas değerlendirilmesini sağlayan güvenilir bir protokol sağlar.